趙建波/國網(wǎng)青海省電力公司檢修公司格爾木運(yùn)維分部

輸電線路防雷措施探討

趙建波/國網(wǎng)青海省電力公司檢修公司格爾木運(yùn)維分部

輸電線路作為電力系統(tǒng)中非常重要的組成部分，其覆蓋范圍較廣，線路較長，而且所處環(huán)境較為惡劣，極易受到雷擊而導(dǎo)致跳閘事故的發(fā)生，給輸電線路的安全運(yùn)行帶來較大的影響。因此為了有效的降低輸電線路雷擊所帶來的損害，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性，文中從雷擊線路的成因入手，對(duì)高壓輸電線路遭受雷擊可能存在的隱患進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對(duì)常用的高壓輸電線路防雷措施進(jìn)行了具體的闡述。

輸電線路；雷擊；跳閘；避雷器

前言：我國輸電線路大部分都處于室外環(huán)境下，而且線路綿延數(shù)百公里，所處環(huán)境較為復(fù)雜，同時(shí)桿塔都會(huì)高出地面數(shù)十米以上，處于制高點(diǎn)，這樣就導(dǎo)致大部分處于曠野及高山中的輸電線路極易遭受到雷擊的損壞。所以需要加強(qiáng)對(duì)輸電線路的防雷保護(hù)，降低雷擊所給輸電線路所帶來的影響，確保輸電線路運(yùn)行的可靠性。所以通過對(duì)雷擊的成因及可能給線路帶來的危害進(jìn)行有效的分析，從而采取切實(shí)可行的措施有效的降低雷擊的影響，確保電網(wǎng)能夠安全、可靠的運(yùn)行。

一、雷擊線路成因

桿塔作為輸電線路的組成部分，其往往高于地面幾十米以上，處于地面的制高點(diǎn)，這樣在雷電形成過程中，輸電線路桿塔則會(huì)形成主放電通道路，在極短時(shí)間內(nèi)會(huì)有大量的異號(hào)電荷中和，從而瞬間導(dǎo)致較高的電流產(chǎn)生，并經(jīng)由桿塔流入到地下，從而塔頂電位升高。雷電流對(duì)桿塔電感產(chǎn)生的電位升高值與雷電流對(duì)桿塔沖擊接地電阻產(chǎn)生的電位升高值之和與塔頂電位相等，這樣塔頂電位與導(dǎo)線上的感應(yīng)電位的差值，同時(shí)線路工頻電壓幅值也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，這些影響相加在一起大于絕緣子百分之五十時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致絕緣子串出現(xiàn)閃絡(luò)放電，從而導(dǎo)致雷擊跳閘事故的發(fā)生。

二、高壓輸電線路遭受雷擊可能存在的隱患

（一）絕緣子閃絡(luò)擊穿

絕緣子作為輸電線路上的重要組成部件，其材質(zhì)以陶瓷、合成橡膠和鋼化玻璃等為主，在架空線路中，利用絕緣子來對(duì)輸電導(dǎo)線起到支撐作用，防止電流回地，而且為了能夠有效的確保絕緣子作用能夠發(fā)揮出來，則在電負(fù)荷和環(huán)境發(fā)生變化時(shí)也不能對(duì)各種機(jī)電應(yīng)力造成影響，從而確保輸電線路安全的運(yùn)行。當(dāng)雷擊事故發(fā)生時(shí)，會(huì)有過電壓產(chǎn)生，當(dāng)使用懸式絕緣子時(shí)，由于會(huì)有零值絕緣子出現(xiàn)，一旦有過電壓存在，零值絕緣子則會(huì)成為薄弱之處，極易發(fā)生閃絡(luò)導(dǎo)致?lián)舸┑默F(xiàn)象發(fā)生。而選用鋼化玻璃絕緣子時(shí)，則會(huì)存在掉串或是裸串的現(xiàn)象。當(dāng)利用合成絕緣子時(shí)，也會(huì)受到機(jī)械的作用出現(xiàn)掉串及老化的安全隱患。所以在雷擊發(fā)生時(shí)，高壓輸電線路絕緣子出現(xiàn)閃絡(luò)被擊穿是較為常見的，因此為了有效的確保電力系統(tǒng)能夠安全運(yùn)行，則需要合理對(duì)絕緣子進(jìn)行使用，降低雷擊所給絕緣子帶來的影響。

（二）桿塔存在的隱患

桿塔作為輸電線路的重要支撐，架空輸電線路中通常由鋼筋混凝土和鋼材來制成桿塔，但在長期的運(yùn)行過程中，鋼筋混凝土桿塔會(huì)存在老化及裂縫等病害，一旦雷擊發(fā)生，則會(huì)導(dǎo)致桿塔內(nèi)瞬間產(chǎn)生高溫過熱的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致鋼筋混凝土桿塔出現(xiàn)爆裂，從而導(dǎo)致導(dǎo)線在機(jī)械拉力作用下出現(xiàn)斷裂、桿塔倒塌等事故。

（三）避雷線防雷存在的局限性

在對(duì)輸電線路防雷時(shí)，往往會(huì)應(yīng)用于避雷線，這樣在雷擊作用下導(dǎo)致強(qiáng)大過電壓產(chǎn)生時(shí)，避雷線則會(huì)起到良好的遮蔽作用，承擔(dān)起更多的雷電并將其導(dǎo)入大地。但在導(dǎo)線防雷擊過程中，避雷線并不能起到完全防雷的作用，因?yàn)檫€存在雷電繞擊導(dǎo)線的情況發(fā)生，所以利用避雷線防雷還存在著一些局限性。

（四）接地裝置的問題

接地裝置主要指的是接地電極與埋設(shè)在低下的接地網(wǎng)連接在一起的設(shè)備。在接地裝置中主要存在兩種問題：其一，由于地網(wǎng)的腐蝕，最主要的是因?yàn)殡娀瘜W(xué)的腐蝕，這是和桿塔土壤的具體結(jié)構(gòu)相互聯(lián)系的；其二，接地體施工質(zhì)量也會(huì)有影響，接地裝置電阻也會(huì)受到接地線敷設(shè)長度、埋深等方面影響。

三、常用的高壓輸電線路防雷措施

（一）采用消弧線圈接地方式

在雷電活動(dòng)強(qiáng)烈時(shí)，接地電阻又難于降低的地區(qū)，110kV及以下電壓等級(jí)的電網(wǎng)可考慮采用系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式。這樣可使大多數(shù)雷擊單相閃絡(luò)接地故障被消弧線圈消除，不至于發(fā)展成為持續(xù)工頻電弧。而當(dāng)雷擊引起二相或者三相閃絡(luò)故障時(shí)，第一相閃絡(luò)并不會(huì)造成跳閘，先閃絡(luò)的導(dǎo)線相當(dāng)于一根避雷線，增加了分流和對(duì)未閃絡(luò)相的耦合作用，使未閃絡(luò)相絕緣上的電壓下降，從而提高了線路的耐雷水平。我國的消弧線圈接地方式運(yùn)行效果良好，雷擊跳閘率大約可降低1/3左右。

（二）避雷線的架設(shè)

在輸電線路的防雷保護(hù)中，避雷線架設(shè)是最有效也是最基本的措施。避雷線主要是防止雷電直接擊打到導(dǎo)線，并且也擁有其他方面作用：其一，分流，主要是為了將流經(jīng)桿塔的雷電流減小，從而將塔頂?shù)碾娢唤档?；其二，通過耦合作用，也會(huì)使得線路絕緣子的電壓有所降低；其三，對(duì)于導(dǎo)線也起到了屏蔽作用，對(duì)于導(dǎo)線上過電壓的感應(yīng)也有所降低。

（三）桿塔接地電阻降低

降低接地電阻是高壓輸電線路防雷的另一個(gè)有效的防范措施。在接地電阻降低的措施當(dāng)中，還應(yīng)該全面的分析當(dāng)?shù)氐臍夂?、地形、原本輸電線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等，從而選擇合理的措施。

第一，接地引下線、架空地線應(yīng)該牢固的連接，保證良好的接觸；

第二，接地裝置施工質(zhì)量需要嚴(yán)格把關(guān)，確保接地電阻能夠符合最初的設(shè)計(jì)；

此外，對(duì)于高電阻率的土壤，還可以使用降阻劑，這樣對(duì)接地電阻也能夠加以改善，保證電流流通面足夠大，能夠?qū)⒗纂婋娏餮杆俚囊氲酱蟮刂小?/p>

（四）在線路當(dāng)中裝設(shè)避雷器

為了降低直擊雷對(duì)于線路的損害，我們主要通過架設(shè)避雷線，但是我們卻無法將感應(yīng)過電壓以及雷電繞擊完全消除掉，因此，我們就應(yīng)該考慮將避雷器安裝在容易遭受雷擊的線路桿塔之上，并且避雷器和接地線之間的連接也能夠?qū)㈦娏饕氪蟮?，這樣對(duì)過電壓也起到了限制作用，對(duì)于設(shè)備安全以及輸電線路都起到了保障作用。

（五）線路絕緣性能的提高

只有保證線路的絕緣性，才能夠避免被雷擊擊中的次數(shù)，從而有效降低減少線路跳閘率。如果架設(shè)的區(qū)域位于高海拔，并且容易受到雷擊的區(qū)域，就需要強(qiáng)化線路絕緣子的檢查力度，如果絕緣子處于低值或者是零值，就應(yīng)該及時(shí)的更換；及時(shí)地檢查區(qū)域之內(nèi)的土壤情況，做好鹽密測量工作；在停電檢修線路的時(shí)候，也要做好絕緣子的防污處理；此外，如果一般的防雷措施達(dá)不到防雷標(biāo)準(zhǔn)，也可以在其中采用絕緣的方式，這樣對(duì)于遭受雷擊的次數(shù)也可以有效的減少。

四、結(jié)束語

輸電線路防雷工作是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要從全方位、各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行考慮，針對(duì)輸電線路自身的特點(diǎn)，從設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行等多個(gè)方面進(jìn)行探索，尋求出即經(jīng)濟(jì)又具有良好的性能的防雷方案，有效的降低雷擊所給輸電線路帶來的影響，確保線路安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

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